八一农大室内采暖工程说明书.doc

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1、2009级室内采暖课程设计沈阳市某学校建筑（北）采暖设计说明书学生姓名：XX学 号：2009XXX指导教师：XXX所在学院：XXX专 业：建筑环境与设备工程中国大庆2012 年 6 月目 录一 设计原始资料 21.1 工程概述21.2 设计依据21.3 设计参数2二 最小传热热阻校核 42.1 最小传热热阻计算42.2 校核外墙传热热阻42.3 校核屋面传热热阻5三 热负荷计算 63.1 维护结构的耗热量63.2 负荷计算83.3 热指标计算9四 采暖系统的选择与确定 114.1 采暖系统形式的选择与确定 11五 散热器的选型 125.1 散热器的计算 12六 管道的布置156.1 干管的布置

2、 156.2 支管的布置 156.3 管道支架的安装 15七 管道的水力计算167.1 绘制系统图 167.2 水力计算 167.3 水力计算的示例 17八 附属设备的选型218.1 热量表的选择 218.2 截止阀的选择 228.3 排气阀的选择 228.4 其他设备的选择 22参考文献 23致 谢 241、 设计原始资料1.1工程概述本工程为沈阳市某教学楼，整个建筑物为3层，建筑面积约1300，建筑总高14.25m。层高为3.6m。热源由城市热网提供，供回水温度为：95、70，引入口管径为DN70，作用压头10000Pa。1.2 设计依据（1）、采暖课程设计指导书（2）、供热通风设计手册陆

3、耀庆主编.中国建筑工业出版社（3）、采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003（4）、暖通空调制图标准GB/T50114-20011.3 设计参数 沈阳市的室外参数1：设计用室外气象参数沈阳冬季大气压（Pa）102080采暖室外计算温度（）-19冬季室外平均风速（m/s）3.1冬季最多风向WN 冬季日照百分率SW年最多风向的频率12设计计算用采暖期日数（天）149室内设计温度见表如下：室内设计参数2： 房间功能办公室教室卫生间楼梯间走廊室内设计温度()1818121616土建资料：本工程为三层的教学楼，层高为3.6m；外墙：采用复合墙体K=1.03 W/（m2.C）内墙：240墙（双面

4、抹灰），K=1.72 W/（m2.C）。外窗：双层塑料玻璃窗， K=2.40W/（m2.C）。外门：保温外门，K=2.00W/（m2.C）。屋面：选用厚200mm沥青膨胀珍珠岩， K=0.35W/（m2.C）。地面：不保温地面。K值按地带划分计算。从外墙每2m划分一个地带第一地带： K=0.47W/（m2.C）。第二地带： K=0.23W/（m2.C）。第三地带： K=0.12W/（m2.C）。第四地带： K=0.07W/（m2.C）。二、最小传热热阻校核2.1最小传热热阻计算为验证围护结构的热阻满足最小传热阻的要求，本设计先计算出不同围护结构类型下，对应不同室内计温度的最小传热阻，再根据围护

5、结构来计算需求多少厚度的保温层才能满足需要。计算最小传热热阻： (2-1) 式中：Ro,min围护结构的最小传热阻，/W；冬季围护结构室外计算温度，；采暖室内设计温度，；根据舒适性确定的室内温度与围护结构内表面的温差，取6；Rn围护结构内表面换热热阻，/W；围护结构的温差修正系数。2.2校核外墙传热热阻(1)传热系数K=1.03 W/（m2.C），外墙实际热阻为R0=1/K=1/1.03=0.971 m2/W，(2)墙的最小传热阻根据公式 (2-2)该外墙属于型围护结构3，围护结构的冬季室外计算温度tw=-19该外墙的最小传热阻=1（18+19）/8.76=0.708 m2/W，经过计算可以看

6、出 R0R0.min,满足要求。2.3校核屋面传热热阻最小传热阻 = 1(18+19)/8.76=0.708 m2/W顶棚的实际传热阻为=1/K=1/0.35=2.857 m2/W,满足要求,则外墙、屋顶的传热热阻满足要求。三、热负荷计算3.1围护结构的耗热量3.1.1 围护结构耗热量包含的内容围护结构耗热量包含内容：围护结构温差传热量；缝隙渗入冷空气的耗热量；外门开启侵入；上述代数和，分为基本耗热量和附加耗热量。计算公式如下： (3-1)式中：围护结构的基本耗热量，W； 围护结构的附加(修正)耗热量，W； 冷风渗透耗热量，W；冷风侵入耗热量，W；供暖总耗热量，W。3.1.2围护结构的基本耗热

7、量由于冬季室外温度的波动幅度远小于室内外的温差，因此在围护结构的基本耗热量计算中采用日平均温差的稳态计算法，围护结构的基本耗热量计算 (3-2)式中：j部分围护结构的基本耗热量，W；j部分围护结构的基本传热面积，；j部分围护结构的基本传热系数，W/（）；冬季室内计算温度，；冬季室内计算温度，；围护结构的温差修正系数，无量纲；3.1.3围护结构的附加耗热量朝向修正耗热量产生原因：太阳辐射对建筑物得失热量的影响,对不同朝向的垂直围护结构进行修正.修正方法：朝向修正耗热量的修正率可根据不同地区进行选取，朝向修正率为： 东： -5； 西： -5； 南： -15； 北： 0； 将垂直外围护结构（门、窗、

8、外墙及屋顶的垂直部分）的基本耗热量乘以朝向修正率，得到该维护结构的朝向修正耗热量：；之后把加减到基本耗热量上。外门附加产生原因：冬季，在风压和热压的作用下，大量从室外或相邻房间通过外门、孔洞侵入室内的冷空气被加热成室温所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。冷风侵入耗热量可采用外门附加的方法计算。外门附加率的确定方法为：对短时间开启，无热风幕的外门附加率值如下表： 外门附加率值外门布置状况附加率一道门65n%两道门（又门斗）80n%三道门60n%供暖建筑和生产厂房的主要出口500%3.1.4门窗缝隙渗入冷空气的耗热量1、产生原因：因风压与热质作用室外空气经门窗缝隙进入室内。2、方法：对六层以下的按缝隙

9、法。 =0.287Vw (3-3)式中： 渗入冷空气耗热量W；室外空气密度kg/m3；空气压质量比热 kj/(kg)；冷风渗适量的朝向修正系数；高层建筑计算冷风渗透耗热量时，首先要计算门、窗冷风渗透压差综合修正系数m。计算m值，需要先确定压差比C值。在本设计中因为楼层较高，负荷面积热指标值偏小，而且冬季温度比较低，所以为了保证热负荷指标符合设计规范要求，对每一层的冷风渗透耗热量都进行计算。3.2负荷计算以一层走廊为例进行热负荷计算：1、计算围护结构的传热耗热量（1） 北外窗 传热系数K2.40W/（m2.C） ，温差修正系数1 ，传热面积 F1.22.1615.12。 北外窗的基本耗热量为，1

10、2.4015.12（16+19）1270沈阳市的北朝向修正率取=0；朝向修正耗热量为1270(1-0) 1270；（2）北外门 传热系数K2.00 W/（m2.C），温差修正系数1 ，传热面积F1.83.03.016.20。北外门基本耗热量为：12.0016.20（16+19）1134；查得，沈阳市北朝向的朝向修正率取=0；朝向修正耗热量为=1134(1-0)=1134（3）北外墙 传热系数K1.03W/（m2.C），温差修正系数1，传热面积F=1.8+123+3.6-30.12-15.12-16.20) 3.6=34.99.北外墙的基本耗热量为：11.0334.99（16+19）1261；查

11、得，沈阳市北向的朝向修正率取=0；朝向修正耗热量为=1261（1-0）=1261（4）地带一 传热系数K=0.47W/（m2.C），温差修正系数1，传热面积F(23.76+2.76) 1.86=49.33。地带一基本耗热量为：10.4749.33（16+19）803；地带计算无朝向修正。2、计算房间的冷风渗透耗热量北外窗的冷风渗透耗热量为， （3-4）其中 V经过门窗缝隙渗入室内的总空气量 供暖室外计算温度下的空气密度， 冷空气的定压比热， kj/kg =0.2781.213.683.162.1（16+19）0.5=2451W4、房间总的耗热量为6920 W3.3 热指标计算1,间的负荷面积热

12、指标计算公式： (3-5)面积热指标；建筑物面积；2,建筑物总的供暖热负荷及采暖热指标根据本建筑物的特点知: 建筑面积F=1300m2所以供暖面积热指标：X=142087/1300=79.3W/m2其它房间的热负荷计算结果见附录表中。 民用建筑的面积热指标 建筑类型（W / m2）建筑类型（W / m2） 住 宅别墅（12层建筑）办 公医 院试验楼旅 馆影剧院50 70100 12558 8165 9568 9860 8590 120图书馆幼儿园、托儿所学 校商 店礼 堂食 堂体育馆65 9075 12060 8065 100100 16085 14080 150按照规范规定教学楼的热负荷指标

13、为6080W/m2 .各房间热负荷房间编号房间名称热负荷（W）房间编号房间名称热负荷（W）1W1卫生间27641W2卫生间27641J1教室34751J2教室34751J3教室34751J4教室34751B1办公室12291B2办公室12291B3办公室12291B4办公室21051B5办公室21051B6办公室12291B7办公室12291B8办公室12291Z1走廊6920L1楼梯间4375L2楼梯间4375JT阶梯教室276402W1卫生间23412W2卫生间23412J1教室29392J2教室29392J3教室29392J4教室29392B1办公室10412B2办公室10412B3办公

14、室10412B4办公室17932B5办公室17932B6办公室10412B7办公室10412B8办公室10412Z1走廊47773W1卫生间26223W2卫生间26223J1教室37093J2教室37093J3教室37093J4教室37093B1办公室12863B2办公室12863B3办公室12863B4办公室20383B5办公室20383B6办公室12863B7办公室12863B8办公室12863Z1走廊4890四、采暖系统的选择与确定4.1系统形式的选择与确定热水采暖系统形式的选择，应根据建筑物的具体条件，考虑功能可靠、经济，便于管理、维修等因素，采用适当的采暖形式。供、回水方式可分为单管

15、式和双管式。双管热水供暖系统：因供回水支管均可装调节阀，系统调节管理较为方便，故易被人们接受，但双管热水供暖系统由于自然循环压头作用，容易引起垂直失调现象，故多用于四层以下的建筑。按其供水干管的位置不同，可分为上供下回、中供下回、下供下回、上供上回等系统。本设计采用上供下回式系统单管热水供暖系统：构造简单，节省管材，造价低，而且可减轻垂直失调现象，故五到六层建筑中宜采用单管式采暖系统，不过一个垂直单管采暖系统所连接的层数不宜超过十二层。层数过多会使立管管径过大，下部水温过低，散热器面积过大不好布置，为了提高下层散热器的水温可设成带闭合管的单管垂直式采暖系统。本设计采用机械循环，单管顺流式系统。

16、五、散热器的选型本设计选用钢制柱型散热器 600120。散热片主要参数如下，散热面积0.15 m2，水容量1L/片，重量2.2Kg/片，工作压力0.8MPa，表面涂调和漆。5.1 散热器的计算本设计采用钢制柱型散热器 600120。5.1.1 散热器数量的计算 确定了供暖设计热负荷、供暖系统的形式和散热器的类型后，就可进行散热器的计算，确定供暖房间所需散热器的面积和片数。5.1.2 散热器的散热量计算供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失，根据热平衡原理，散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。散热器散热面积的计算公式为： （5-1）式中：散热器的散热面积（m）；散热器的散热量（W

17、）；散热器的传热系数W/(m)；散热器内热媒平均温度（）；供暖室内计算温度（）；散热器组装片数修正系数；散热器连接形式修正系数；散热器安装形式修正系数；对此系统的散热器每组连接片数不超过25片。2、散热器内热媒平均温度散热器内热媒平均温度应根据热媒种类（热水或蒸汽）和系统形式确定。 1）热水供暖系统 （5-2）式中： 散热器内热媒平均温度（）； 散热器的进水温度（）； 散热器的出水温度（）；5.1.3散热器的计算举例以一层走廊为例计算： 对钢制柱型（600120）散热器 =2.489（82.53-70）0.3069 =8.76W/(m.)先假设片数修正系数=1.0，=1，散热器采用完全明装,=

18、14散热器的散热面积： =6880111/8.7660.27=13.04 m2钢制柱型散热器每片散热面积为0.15m2则散热器的片数为n=13.04/0.15=95.6 取96片同理计算出其他各房间的散热器片数。各房间散热器片数：房间编号房间名称片数房间编号房间名称片数1W1卫生间361W2卫生间361J1教室521J2教室521J3教室521J4教室521B1办公室181B2办公室181B3办公室181B4办公室301B5办公室301B6办公室181B7办公室181B8办公室181Z1走廊96L1楼梯间54L2楼梯间54JT阶梯教室3382W1卫生间252W2卫生间252J1教室372J2教

19、室372J3教室372J4教室372B1办公室122B2办公室122B3办公室122B4办公室222B5办公室222B6办公室122B7办公室122B8办公室122Z1走廊563W1卫生间253W2卫生间253J1教室413J2教室413J3教室413J4教室413B1办公室133B2办公室133B3办公室133B4办公室223B5办公室223B6办公室133B7办公室133B8办公室133Z1走廊515.1.4散热器的布置布置散热器应注意以下规定5:l、散热器宜安装在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗对人体冷辐射的影响，使室温均匀。当安装或布置管道有

20、困难时，也可靠内墙安装。2、为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在有冻结危险的场合，应由单独的立，支管供热，且不得装设调解阀。3、散热器在布置时，不能与室内卫生设备、工艺设备、电气设备冲突。4、在垂直单管或双管供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同临室串联连接。 5、公共建筑楼梯间的散热器，宜分配在底层或按一定比例分配在下部各层，住宅楼梯间一般可不设置散热器。把散热器布置在楼梯间的底层，可以利用热压作用，使加热了的空气自行上到楼梯间的上部补偿其耗热量。 六、管道的布置6.1干管的布置供回水干管设置在管道井中，每个用户都

21、从干管上接出一个支管，而形成各自的独立环路以便于分户计量。6.2支管的布置本系统散热器支管的布置形式有供、回水支管同侧连接和供、回水支管异侧连接两种形式，且支管均保证为0.01的坡度，以便于排出散热器内积存的空气，便于散热。6.3管道支架的安装管道支架的安装，应符合下列的规定：位置应准确，埋设应平整牢固；与管道接触应紧密，固定应牢靠，对活动支架应采用U形卡环。支架的数量和位置可根据设计要求确定，若设计上无具体要求时，可按下表的规定执行：支架间距的选择6公称直径mm1520253240507080100125150200250300支架的最大间距保温管1.5222.533444.556788.5

22、不保温管2.533.544.55666.5789.51112七、管道的水力计算7.1绘制系统图 根据暖气片组装片数的最大值将其分为几组后，确定总的立管数，绘制系统图，标明各段干管的负荷数，以及每组暖气片的片数和负荷数，并对各个管段进行标注（见系统图）。7.2水力计算7.2.1供暖系统水力计算的任务室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段组成的管路系统。管路的水力计算从系统的最不利环路开始，也即从允许的比摩阻最大的一个环路开始计算。由n个串联管段组成的最不利环路，它的总压力损失为n个串联管段压力损失的总和。进行水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻Rpj，即 （7-1）式

23、中: P最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa； L最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m； a沿程损失约占总压力损失的估计百分数。 当系统的最不利循环环路的水力计算完成后，即可进行其它分支循环环路的水力计算。热水供暖系统最不利循环环路与各并联环路之间(不包括共同管段)的计算压力损失相对差额，不应大于157。整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加10附加值，以此确定系绕必需的循环作用压力。7.2.2确定最不利环路水力计算方法本设计的计算步骤如下：（1）首先在系统图上，对各管段进行编号，并注明管段长度和热负荷。（2）计算通过最远立管的环路的总阻力，根据平均比摩阻，和每个管段的流量G的值

24、，初选各管段的d、R、v的值，算出通过最远立管的环路的总阻力。流量G的值可用以下公式计算得出： （7-2）式中： Q管段的热负荷，W； 系统的设计供水温度，； 系统的设计回水温度，。（3）计算通过最近立管环路的总阻力，计算方法同1，2两步。（4）求并联环路的压力损失不平衡率，使其不平衡率在15%以内，以确定通过环路各管段的管径。（5）根据水力计算的结果，求出系统的的总压力损失，及各立管的供、回水节点间的资用压力。（6）根据立管的资用压力和立管的计算压力损失，求中间各并联立管的压力损失不平衡率，使其不平衡率在15%以内，从而确定出各立管的管径。7.3水力计算的示例本设计最不利环路为例进行水力计算

25、：（1） 在系统图上对个管段进行编号，并注明各管段的热负荷和管长。（2） 根据各管段的热负荷计算各管段的流量，以管段1为例进行计算： =0.86142087/（95-70） =4887.80kg/h取公称直径DN70用补差法计算可求出v=0.39，。R=30.89Pa/m。（3）确定长度压力损失：。Py=Rl=30.8911.70=361.41Pa（4）确定局部阻力损失Z：根据图中各管段的实际情况列出各管段的局部阻力管件名称。管段1的局部阻力系数为=3.0，据流速计算出动压头Pd =76.05Pa；则：（5）Pj=3.076.05=228.15Pa（6）则管段1的压力损失为：Py+Pj=589

26、.56Pa 水力计算表格：管段QGldvRPy=RlPdPj=PdP=Py+PjWkg/hmmmm/sPa/mPaPaPaPa最不利环路计算（Rpj=37.7Pa/m）11420874887.79 11.70 DN700.39 30.89361.41 3.0 76.05 228.15 589.56 2773952662.39 8.06 DN500.34 33.28268.24 1.0 57.80 57.80 326.04 3414821426.98 0.50 DN320.40 74.2537.13 4.5 80.00 360.00 397.13 4387241332.11 2.93 DN320

27、.38 64.22187.84 0.5 72.20 36.10 223.94 5332081142.36 6.90 DN320.32 50.15345.78 2.0 51.20 102.40 448.18 6296521020.03 3.60 DN320.28 38.2137.52 0.5 39.20 19.60 157.12 726096897.70 3.60 DN320.25 31.25112.50 0.5 31.25 15.63 128.13 822540775.38 3.60 DN250.22 23.6385.07 0.5 24.20 12.10 97.17 916604571.18

28、12.16 DN250.28 53.38649.10 3.0 39.20 117.60 766.70 1010668366.98 3.60 DN250.18 24.3887.77 0.5 16.20 8.10 95.87 117112244.65 3.60 DN250.12 11.6641.98 0.5 7.20 3.60 45.58 123556122.33 3.60 DN200.10 10.8939.20 0.5 5.00 2.50 41.70 133556122.33 3.61 DN200.10 10.8939.31 9.5 5.00 47.50 86.81 14227078.09 5.

29、16 DN200.06 4.8825.18 5.0 1.80 9.00 34.18 15122942.28 5.16 DN200.04 1.135.83 5.0 0.80 4.00 9.83 163556122.33 1.36 DN200.10 10.8914.81 6.0 5.00 30.00 44.81 173556122.33 3.60 DN200.10 10.8939.20 2.0 5.00 10.00 49.20 187112244.65 3.60 DN250.12 11.6641.98 0.5 7.20 3.60 45.58 1910668366.98 3.60 DN250.18

30、24.3887.77 0.5 16.20 8.10 95.87 2016604571.18 12.16 DN250.28 53.38649.10 3.0 39.20 117.60 766.70 2122540775.38 3.60 DN250.22 23.6385.07 0.5 24.20 12.10 97.17 2226096897.70 3.60 DN320.25 31.25112.50 0.5 31.25 15.63 128.13 23296521020.03 3.60 DN320.28 38.2137.52 0.5 39.20 19.60 157.12 24332081142.36 6

31、.90 DN320.32 50.15345.78 2.0 51.20 102.40 448.18 25387241332.11 2.93 DN320.38 64.22187.84 0.5 72.20 36.10 223.94 26414821426.98 0.50 DN320.40 74.2537.13 2.0 80.00 160.00 197.13 27773952662.39 8.41 DN500.34 33.28279.88 2.0 57.80 115.60 395.48 281420874887.79 1.00 DN700.39 30.8930.89 3.0 76.05 228.15

32、259.04 富裕度 （10000-6356.29）/10000100=36.4%（剩余使用阀门调节）立管2计算资用压力(Pa)266.54 平均比摩阻(Pa/m)17.43 293556122.33 1.36 DN200.10 10.8914.81 4.5 5.00 22.50 37.31 30122942.28 5.16 DN200.04 1.135.83 5.0 0.80 4.00 9.83 31227078.09 5.16 DN200.06 4.8825.18 5.0 1.80 9.00 34.18 323556122.33 3.61 DN200.10 10.8939.31 8.0 5

33、.00 40.00 79.31 =（266.54-160.63）/266.54=39.7%15%（用阀门调节）立管3计算资用压力(Pa)357.69 平均比摩阻(Pa/m)23.39 333556122.33 3.61 DN200.10 10.8939.31 8.0 5.00 40.00 79.31 34227078.09 5.16 DN200.06 4.8825.18 5.0 1.80 9.00 34.18 35122942.28 5.16 DN200.04 1.135.83 5.0 0.80 4.00 9.83 363556122.33 1.36 DN200.10 10.8914.81 4.5 5.00 22.50 37.31 =（357.69-160.63）/357.69=55.1%15%（用阀门调节）立管4计算资用压力(Pa)549.43 平均比摩阻(Pa/m)35.93 375936204.20 1.36 DN200.17 28.4938.75 4.5 14.45 65.03 103.77 38210572.41 5.16 DN200.06 4.2521.93 5.0 1.80 9.00 30.93 39